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铁及其化合物在日常生活中应用广泛.(1)五羰基铁[Fe(CO)5]相当活泼,吸收H2生成四羰基铁酸[H2Fe(CO)4],四羰基铁酸与NaOH反应生成的四羰基铁酸二钠水溶液呈碱性.五羰基铁吸收H2的
题目详情
铁及其化合物在日常生活中应用广泛.
(1)五羰基铁[Fe(CO)5]相当活泼,吸收H2生成四羰基铁酸[H2Fe(CO)4],四羰基铁酸与NaOH反应生成的四羰基铁酸二钠水溶液呈碱性.五羰基铁吸收H2的化学方程式为___,四羰基铁酸在水溶液中的电离方程式为___.
(2)N2H4(联氨)能使锅炉内壁的铁锈(主要成分为Fe2O3)转变成磁性氧化铁(Fe3O4)层,从而减缓锅炉锈蚀,反应过程中联氨转化为氮气,则每生成1mol Fe3O4转移电子的物质的量为___.
(3)常温下,用氧缺位铁酸锌ZnFe2Oy可以消除NOx污染,使NOx转变为N2,同时ZnFe2Oy转变为 ZnFe2O4.若2mol ZnFe2Oy与足量NO2反应可生成0.5mol N2,则y=___.
(4)工业上常采用如图所示的电解装置,利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫.通电电解一段时间后,通入H2S时发生反应的离子方程式为2[Fe(CN)6]3-+2CO32-+H2S═2[Fe(CN)6]4-+2HCO
+S↓. 电解时,阳极的电极反应式为___;电解过程中阴极区溶液的pH___ (填“变大”、“变小”或“不变”).
(5)向含1.0mol Fe2(SO4)3和1.0mol FeSO4的1L酸性混合溶液中通入NH3,至该溶液的pH为3时,所得溶液中c(Fe2+):c(Fe3+)=___.[溶液体积变化忽略不计,Ksp( Fe(OH)2)=8.0×10-16,Ksp( Fe(OH)3)=4.0×10-38].
(1)五羰基铁[Fe(CO)5]相当活泼,吸收H2生成四羰基铁酸[H2Fe(CO)4],四羰基铁酸与NaOH反应生成的四羰基铁酸二钠水溶液呈碱性.五羰基铁吸收H2的化学方程式为___,四羰基铁酸在水溶液中的电离方程式为___.
(2)N2H4(联氨)能使锅炉内壁的铁锈(主要成分为Fe2O3)转变成磁性氧化铁(Fe3O4)层,从而减缓锅炉锈蚀,反应过程中联氨转化为氮气,则每生成1mol Fe3O4转移电子的物质的量为___.
(3)常温下,用氧缺位铁酸锌ZnFe2Oy可以消除NOx污染,使NOx转变为N2,同时ZnFe2Oy转变为 ZnFe2O4.若2mol ZnFe2Oy与足量NO2反应可生成0.5mol N2,则y=___.
(4)工业上常采用如图所示的电解装置,利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫.通电电解一段时间后,通入H2S时发生反应的离子方程式为2[Fe(CN)6]3-+2CO32-+H2S═2[Fe(CN)6]4-+2HCO
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(5)向含1.0mol Fe2(SO4)3和1.0mol FeSO4的1L酸性混合溶液中通入NH3,至该溶液的pH为3时,所得溶液中c(Fe2+):c(Fe3+)=___.[溶液体积变化忽略不计,Ksp( Fe(OH)2)=8.0×10-16,Ksp( Fe(OH)3)=4.0×10-38].
▼优质解答
答案和解析
(1)Fe与CO可形成五羰基铁[Fe(CO)5],该化合物相当活泼,易于吸收H2生成氢化羰基铁.氢化羰基铁为二元弱酸,可与NaOH反应生成四羰基铁酸二钠,依据题干信息推知,反应的化学方程式为:Fe(CO)5+H2=H2Fe(CO)4+CO;
氢化羰基铁为二元弱酸,在溶液中分两步电离,其电离方程式为:H2Fe(CO)4⇌HFe(CO)4-+H+,HFe(CO)4-⇌Fe(CO)42-+H+;
故答案为:Fe(CO)5+H2=H2Fe(CO)4+CO;H2Fe(CO)4⇌HFe(CO)4-+H+,HFe(CO)4-⇌Fe(CO)42-+H+;
(2)因Fe3O4可以写成FeO•Fe2O3,可知1个Fe3O4中有2个铁为+3价,1个铁为+2价,所以由Fe2O3形成一个Fe3O4得到1个电子,则每生成1mol Fe3O4,转移电子的物质的量为1mol;
故答案为:1mol;
(3)2mol ZnFe2Oy与足量NO2可生成0.5mol N2,则ZnFe2Oy被还原为ZnFe2O4,令ZnFe2Oy中铁元素的化合价为a,根据电子转移守恒,可知2mol×2×(3-a)=0.5mol×2×4,解得a=2,化合价代数和为0,则2+2×2=2y,解得y=3,
故答案为:3;
(4)电解时阳极发生失电子的氧化反应,将[Fe(CN)6]4-转化为Fe(CN)6]3-,化合价升高,则阳极的反应为:[Fe(CN)6]4--e-═[Fe(CN)6]3-;阴极反应式为2HCO3-+2 e-═H2↑+2CO32-,由于CO32-的水解程度大于HCO3-,所以碱性增强,则pH变大;
故答案为:[Fe(CN)6]4--e-═[Fe(CN)6]3-;变大;
(5)pH为3时,c(OH-)=10-11mol/L,则1.0mol FeSO4溶液中c(Fe2+)×c2(OH-)=10-22<8.0×10-16,没有沉淀生成,则c(Fe2+)=1.0mol/L,
由Ksp(Fe(OH)3)=4.0×10-38可知,c(Fe3+)=
mol/L=4×10-5mol/L,则c(Fe2+):c(Fe3+)=2.5×104,
故答案为:2.5×104.
氢化羰基铁为二元弱酸,在溶液中分两步电离,其电离方程式为:H2Fe(CO)4⇌HFe(CO)4-+H+,HFe(CO)4-⇌Fe(CO)42-+H+;
故答案为:Fe(CO)5+H2=H2Fe(CO)4+CO;H2Fe(CO)4⇌HFe(CO)4-+H+,HFe(CO)4-⇌Fe(CO)42-+H+;
(2)因Fe3O4可以写成FeO•Fe2O3,可知1个Fe3O4中有2个铁为+3价,1个铁为+2价,所以由Fe2O3形成一个Fe3O4得到1个电子,则每生成1mol Fe3O4,转移电子的物质的量为1mol;
故答案为:1mol;
(3)2mol ZnFe2Oy与足量NO2可生成0.5mol N2,则ZnFe2Oy被还原为ZnFe2O4,令ZnFe2Oy中铁元素的化合价为a,根据电子转移守恒,可知2mol×2×(3-a)=0.5mol×2×4,解得a=2,化合价代数和为0,则2+2×2=2y,解得y=3,
故答案为:3;
(4)电解时阳极发生失电子的氧化反应,将[Fe(CN)6]4-转化为Fe(CN)6]3-,化合价升高,则阳极的反应为:[Fe(CN)6]4--e-═[Fe(CN)6]3-;阴极反应式为2HCO3-+2 e-═H2↑+2CO32-,由于CO32-的水解程度大于HCO3-,所以碱性增强,则pH变大;
故答案为:[Fe(CN)6]4--e-═[Fe(CN)6]3-;变大;
(5)pH为3时,c(OH-)=10-11mol/L,则1.0mol FeSO4溶液中c(Fe2+)×c2(OH-)=10-22<8.0×10-16,没有沉淀生成,则c(Fe2+)=1.0mol/L,
由Ksp(Fe(OH)3)=4.0×10-38可知,c(Fe3+)=
4.0×10-38 |
(10-11)3 |
故答案为:2.5×104.
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